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基于微粒乳化技术的ASA中性施胶剂的制备与应用

作　者: 于得海
导　师: 刘温霞
学　校: 山东轻工业学院
专　业: 制浆造纸工程
关键词: 微粒乳化 ASA 改性膨润土氢氧化镁铝壳聚糖氨水乳状液
分类号: TS727.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本论文以带有负电荷的氟化钠改性膨润土作为无机固体微粒乳化剂,根据Pickering乳状液稳定理论,研究其单独使用以及与氢氧化镁铝、壳聚糖和氨水联合使用对ASA/水的乳化稳定作用,制备低成本环保的新型ASA施胶剂,并通过显微镜观察、接触角测定、x-射线光电子能谱及常规分析等手段分析了乳液的颗粒形态、乳液离心稳定性、乳液水解稳定性和施胶性能及铝盐在施胶中的作用等。改性膨润土对ASA/水体系具有很好的乳化稳定作用,其用量越大,乳液液滴直径越小,稳定效果越好。氢氧化镁铝可将ASA/水体系乳化为W/O型乳液,且乳液稳定性差,析出的水相随氢氧化镁铝用量的增加而减小。氢氧化镁铝与改性膨润土协同乳化ASA时,可显著提高乳液的稳定性,但随着氢氧化镁铝用量的增大乳液稳定性又会变差。当氢氧化镁铝与改性膨润土之比为0.07、总用量为7%、初始油相体积分数为33.3%时,可将ASA/水乳化成均一稳定的O/W型乳液。改性膨润土与壳聚糖、氨水联合使用时可以明显提高对ASA的乳化稳定效果、改善ASA乳液的施胶性能,氨水使壳聚糖沉淀析出后重新参与了对ASA的乳化稳定作用,析出的壳聚糖可能促使改性膨润土微粒充分吸附于油水界面上,形成更为致密稳定的界面保护膜。但氨水的添加使乳液pH值升高,加速了ASA的水解,降低了ASA乳液的水解稳定性。改性膨润土用量7%、壳聚糖用量0.125%、氨水用量2.25%时,对ASA的乳化效果最好,但乳液存放30min后水解加剧,施胶效果下降,因此乳液最好在30min内使用。适当的乳化强度可为获得均一稳定的ASA Pickering乳液提供保障,乳化强度过低时乳液不能均一乳化,乳化强度过高则乳液稳定性受到破坏而析出相体,乳化时,最佳搅拌速度为10000r/min,最佳搅拌时间为5min;盐类会引起乳液失稳,且阳离子化合价越高的盐类影响越大。在相同的ASA用量下,改性膨润土单独乳化的ASA施胶效果最差,添加壳聚糖、氨水后的乳化体系乳化的ASA施胶效果最好,膨润土与氢氧化镁铝联合乳化的ASA施胶效果介于前二者之间。ASA乳液保存时间超过1小时,施胶效果大幅度降低。铝盐可参与ASA的施胶,使水解的ASA产生疏水定向,从而提高了ASA的施胶效果,且通过提高硫酸铝用量可减少ASA用量,由此降低施胶成本,并且硫酸铝用量在2%左右施胶效果最佳。固体微粒乳化剂乳化的ASA乳液用于浆内施胶时,高温可促进ASA的铺展,由此使烘干纸张的施胶度远高于风干纸张。在实验室条件下,ASA乳液用量为0.2%时就能达到较好的施胶效果,并且使用针叶木浆所抄造的纸张施胶度要略高于其它浆种。

全文目录

摘要  9-10
ABSTRACT  10-12
第1章绪论  12-30
  1.1 烯基琥珀酸酐（ASA）  13-16
    1.1.1 ASA 的基本结构、性质及施胶机理  13-14
    1.1.2 ASA 的乳化  14-16
    1.1.3 我国ASA 及其配套乳化剂  16
  1.2 膨润土  16-19
    1.2.1 膨润土矿物学特征  16-17
    1.2.2 膨润土基本特性  17-18
    1.2.3 膨润土改性方法  18-19
  1.3 氢氧化镁铝  19-22
    1.3.1 氢氧化镁铝的基本性质  20-21
    1.3.2 氢氧化镁铝的合成  21-22
  1.4 壳聚糖  22-24
    1.4.1 壳聚糖的制备  22
    1.4.2 壳聚糖的物理性质  22
    1.4.3 壳聚糖的化学性质  22-23
    1.4.4 壳聚糖的应用  23-24
  1.5 微粒乳化技术  24-29
    1.5.1 Pickering 乳状液  24
    1.5.2 固体粒子在Pickering 乳状液油水界面上吸附与分布  24-25
    1.5.3 微粒乳化技术的优点  25
    1.5.4 微粒乳化的基本理论  25-26
    1.5.5 影响Pickering 乳状液的主要因素  26-28
    1.5.6 微粒乳化技术的应用  28-29
  1.6 研究内容、目的及意义  29-30
    1.6.1 研究内容  29
    1.6.2 研究目的及意义  29-30
第2章改性膨润土对ASA 的乳化与稳定作用  30-41
  2.1 实验原料与方法  30-31
    2.1.1 原料与试剂  30
    2.1.2 膨润土的改性  30
    2.1.3 ASA 乳液的制备  30-31
    2.1.4 ASA 乳液的表征  31
  2.2 结果与讨论  31-40
    2.2.1 氟化钠改性膨润土（MMT）对ASA 的乳化作用  31-36
    2.2.2 乳化条件对MMT 乳化的ASA 乳液性能的影响  36-39
    2.2.3 氟化钠改性膨润土的三相接触角  39-40
  2.3 结论  40-41
第3章改性膨润土/氢氧化镁铝复配对ASA 的乳化  41-59
  3.1 实验原料与方法  41-42
    3.1.1 原料与试剂  41
    3.1.2 膨润土的改性  41
    3.1.3 氢氧化镁铝的合成  41
    3.1.4 ASA 乳液的制备  41-42
    3.1.5 ASA 乳液的表征  42
    3.1.6 纸样抄造及施胶度测定  42
  3.2 结果与讨论  42-57
    3.2.1 MAH、MMT 单独乳化ASA  42-43
    3.2.2 MMT/MAH 复配对ASA 的乳化  43-48
    3.2.3 乳化条件对MMT/MAH 复配体系乳化与稳定作用的影响  48-54
    3.2.4 固体微粒用量对ASA 乳化稳定效果及施胶性能的影响  54-57
  3.3 结论  57-59
第4章改性膨润土/壳聚糖复配对ASA 的乳化  59-68
  4.1 实验原料与方法  59-60
    4.1.1 原料与试剂  59
    4.1.2 膨润土的改性  59
    4.1.3 ASA 乳液的制备  59
    4.1.4 ASA 乳液的表征  59
    4.1.5 ASA 乳液的浆内施胶  59-60
  4.2 结果与讨论  60-67
    4.2.1 壳聚糖与MMT 协同乳化ASA  60-61
    4.2.2 沉淀剂氨水对壳聚糖/MMT 的协同乳化  61-62
    4.2.3 氨水对ASA 乳液性能的影响  62-67
  4.3 结论  67-68
第5章固体微粒乳化ASA 乳液的浆内施胶  68-78
  5.1 实验原料与方法  68-69
    5.1.1 原料与试剂  68
    5.1.2 ASA 乳液的制备  68
    5.1.3 ASA 乳液的浆内施胶  68
    5.1.4 铝盐在ASA 施胶中的作用分析  68-69
  5.2 结果与讨论  69-77
    5.2.1 ASA 乳液的施胶效果对比  69-70
    5.2.2 铝盐对ASA 乳液施胶效果的影响  70-71
    5.2.3 铝盐在ASA 施胶中的作用分析  71-74
    5.2.4 纸张干燥方式对ASA 乳液施胶效果的影响  74-76
    5.2.6 浆料种类对ASA 乳液施胶效果的影响  76-77
  5.3 结论  77-78
第6章总结与展望  78-81
  6.1 结论  78-80
  6.2 本论文创新之处  80
  6.3 需要进一步研究之处  80-81
参考文献  81-87
致谢  87-88
攻读硕士学位期间发表的论文  88-89
攻读硕士学位期间申请的专利  89

基于微粒乳化技术的ASA中性施胶剂的制备与应用

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